混凝土基体龄期对水泥基渗透结晶防水涂料性能的影响

杨洪涛

（安徽朗凯奇建材有限公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

根据2014年中国建筑防水协会和零点调查公司联合发布的《2013年全国建筑渗漏状况调查项目报告》，在其抽样调查的 2849个建筑屋面样本中，有2716个出现不同程度渗漏，渗漏率达到95.33%，数字可谓触目惊心。建筑渗漏不仅对人们的日常生活造成困扰，更会影响到房屋整体结构的安全和使用寿命[1-3]。

造成建筑工程渗漏的原因有很多，但归根结底还是与混凝土的自身结构有关。混凝土是一种非匀质脆性材料，从多种尺度来看，它都属于多孔结构。混凝土的渗透性就与它的多孔结构有关。混凝土中发生的渗透是指离子、液体或者气体等受到压力或者化学势等作用发生渗透、迁移或者扩散的情况，但是渗透、迁移或者扩散的机理又是各不相同[4]。混凝土中胶凝体的孔隙结构以及填料的性能影响着混凝土基体的渗透性能。然而，混凝土的养护龄期对水泥水化及孔结构的最终形态具有重要影响。因此，本文研究了混凝土的养护龄期对水泥基渗透结晶防水涂料的防水性能的影响，以此来分析两者之间的关系。

1 试验

1.1 吸水率试验过程

研究不同混凝土基体的龄期对该类材料防水性能的影响，采用吸水率作为评价指标来表征防水材料的防水性能。

平行制备9组C25混凝土基体试件，试件按m（水）∶m（水泥）∶m（砂）∶m（石）=0.44∶1∶1.42∶3.17，分别称取水泥、砂、石和水，投入搅拌机中搅拌均匀后，倒入标准模具中，然后在水泥养护箱中养护24 h后脱模。当混凝土试件龄期达到3、7、14、28 d时，将自配母料M和进口母料F涂料涂刷在混凝土试件表面，养护至规定龄期后测试吸水率。

测试混凝土试件养护至 0.25、0.5、1、2、4、8、12、24、48、72、96、120 h时的吸水量，测试时将基体表面的明水擦干净，然后计算其吸水率[6]。

1.2 扫描电镜试验过程

按 m（水）∶m（水泥）∶m（砂）∶m（石）=0.44∶1∶1.42∶3.17 配比成型混凝土试件；24 h后脱模，然后分别在试件表面涂刷含有M、F母料的涂料（加水量为35%），厚度均匀一致即可；养护至28 d后，分别取距离涂层表面5 mm和20 mm处的薄层，按照实验室要求对其进行处理，然后进行扫描电镜分析。

2 试验结果与讨论

2.1 M与F试样（母料）吸水率试验结果（见图1）

图1 不同防水涂料对混凝土吸水率的影响

由图1可以看出：涂刷M涂料试样和涂刷F涂料试样吸水率曲线均随着养护时间的延长而趋于平缓。2组试件的吸水率均比空白试件的吸水率低。究其原因，主要是M和F母料均含有易溶于水的活性物质，其可以利用浓度差逐渐在混凝土毛细管和微小裂缝中渗透，并与基体中的钙离子等反应生成不溶于水的结晶体，堵塞孔道，从而起到防水的效果。另外，M试样随着养护时间的延长，各个试件之间的差异很明显，表现为试件涂刷越早，试件吸水率越小；而F试样随着养护时间的延长，各个试件之间差异较小，从这可以看出，M母料较F母料其活性更加优异，且可以和混凝土中的离子很好地进行反应。而且在早期涂刷涂料更有利于提高混凝土基体密实度，降低孔隙率，有利于防水工程的防水效果。

2.2 涂刷M与F试样（母料）试验结果对比

将涂刷M试样和F试样不同时间段混凝土的吸水率曲线进行对比，结果如图2所示。

图2 不同防水涂料对混凝土吸水率的影响

由图2可见，M试样的吸水率均小于F试样的吸水率，这说明自配母料的M试样具有优异的防水性能，并且优于市售进口母料F。

2.3 扫描电子显微镜分析

为了研究空白基体与涂刷防水涂层的基体之间的区别以及不同深度结晶体生长的状况，采用JSM-6700F型SEM显微镜对取样进行微观分析，结果见图3。

图3 距涂层不同深度结晶体生长的状况

由图3可见：

（1）图 3（a）、（b）中均未发现针棒状的结晶体。

（2）由图 3（c）、（d）可以看出，在毛细孔隙和细微裂缝中存在着大量的针棒状结晶体，这些针状结晶体主要是水泥基渗透结晶防水涂料中的活性物质与基体中的氢氧化钙等物质反应而成；图3（c）中的结晶物比图3（d）中更加密实，主要是由于距离涂层比较近，活性物质含量较多，生成的针棒状结晶体也就比较多，这些结晶体的存在，使得基体更加密实，抗渗性能也就越优异。

（3）由图 3（e）、（f）可以看出，基体中存在着大量的不溶于水的针状结晶体，并且图3（e）比图3（f）生成的结晶体更多。

从结晶体的致密性可以反映出自制M涂料比市售进口F涂料的抗渗性能更好。

3 结语

（1）涂刷M涂料混凝土试样和涂刷F涂料混凝土试样吸水率曲线均随着养护时间的延长，其吸水率曲线趋于平缓。2种曲线的吸水率均比空白试件的吸水率低。究其原因，主要是M和F母料均含有易溶于水的活性物质，其可以利用浓度差逐渐在混凝土毛细管和微小裂缝中渗透，并与基体中的钙离子等反应生成不溶于水的结晶体，堵塞孔道，从而起到防水的效果。

（2）涂刷M涂料混凝土试样的吸水率均小于涂刷F涂料混凝土试样的吸水率，这说明自制的M母液具有优异的防水性能，且优于市售进口F试样。

（3）与空白基体的SEM分析对比可以看出，在毛细孔隙和细微裂缝中存在着大量的针棒状结晶体，这些针状结晶体主要是水泥基渗透结晶防水涂料中的活性物质与基体中的氢氧化钙等物质反应而成。

[1] 陈光耀，吴笑梅，樊粤明.水泥基渗透结晶型防水材料的作用机理分析[J].新型建筑材料，2009（8）：68-71.

[2] 陈兵，蒋正武，白桦.水泥基渗透结晶型防水材料性能研究[J].新型建筑材料，2000（12）：10-11.

[3] 蒋正武，唐家骅.水泥基渗透结晶型防水材料在大坝中的应用[J].新型建筑材料，2001（8）：21-22.

[4] 王春红，李兴贵.改善混凝土耐久性的方法研究[J].建筑技术开发，2003，30（9）：107-109.

[5] 赵铁军.混凝土渗透性[M].北京：科学出版社，2006.

[6] 侯涛，齐誉.渗透结晶反应对砂浆吸水率和微观结构的影响[J].混凝土，2016（3）：126-131.